JPH0510959A - 理化学機械用複液混合送液装置 - Google Patents

理化学機械用複液混合送液装置

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JPH0510959A
JPH0510959A JP3190588A JP19058891A JPH0510959A JP H0510959 A JPH0510959 A JP H0510959A JP 3190588 A JP3190588 A JP 3190588A JP 19058891 A JP19058891 A JP 19058891A JP H0510959 A JPH0510959 A JP H0510959A
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Sannosuke Sanuki
三之助 讃岐
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Sanuki Kogyo KK
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 無脈流で自動送液が任意の速度で行われ、気
泡発生の問題がなく、送液圧の変化によっても送液量誤
差の生じない理化学機械用複液混合送液装置を提供す
る。 【構成】 吸送液ピストンポンプ１Ａ，１Ｂ，１Ｃを備
え、各ピストンポンプの各吸液路５を共通の送液路２６
に合流されるとともに、前記各ピストンポンプのピスト
ンの動作をコントロールすべく各駆動機構の動作を統一
して制御する自動コントローラー１４を備え、各ピスト
ンポンプ１Ａ，１Ｂ，１Ｃのシリンダー内に吸い込んだ
液をピストンによる押出動作をコントロールし、共通の
送液路２６内に各液が交互に送り込まれるようにすると
ともに、共通の送液路２６の上流側に各ピストンポンプ
の送液路６を一本の共通排液路２１に連通させるポジシ
ョンと、各送液路を別々の送液路に連通させるポジショ
ンとに切換動作する送液用切換弁２０を備える。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、液体クロマトグラフや
その他の各種の反応分析処理機等の理化学機械におい
て、サンプルや試薬その他の薬液の複数種類を任意に定
量送りし、かつ互いに混合させるための理化学機械用複
数混合送液装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、この種の送液装置には、プランジ
ャポンプ、ダイヤフラムポンプ、チュービングポンプ等
の定量送液ポンプが使用されている。
【０００３】プランジャポンプは、同一方向に向けた一
対のチェッキ弁間の液路内をプランジャの出入によって
加減圧し、一方向の流れを形成するものであり、またダ
イヤフラムポンプは、加減圧手段としてダイヤフラムを
使用したものである。これらのポンプのチェッキ弁とし
ては、フラップ弁やボール弁が使用されている。
【０００４】チュービングポンプは、弾性チューブをそ
の長手方向に向けて順に押し潰し位置を移動させ、いわ
ばしぼり出し方式によって液を送るものであり、多数の
押圧子をカムによって順次往復動させ、これによって弾
性チューブを押し潰し、チューブの弾性によって復元さ
せるようにしている。
【０００５】上述したような連続動作させるポンプの他
に従来の送液装置としては、シリンダ装置を使用し、こ
れに通じる吸液路、及び送液路を１個の切換弁にて切り
換え、シリンダ内に吸い込んだ液を送り出すようにした
切換弁タイプのものや、切換弁の代りに吸液路、及び送
液路にそれぞれ電磁式の開閉弁を設け、これをシリンダ
装置の動作に対応させて交互に切換え動作させて吸液、
送液させるようにした電磁開閉弁タイプのものがある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上述したような従来の
各種送液装置の内、プランジャポンプや、ダイヤフラム
ポンプを使用したものは、連続した自動運転により少量
の送液を行うに適しているが、流れ方向を規制するため
にチェッキ弁が必要であり、このチェッキ弁（主として
ボール弁）がプランジャやダイヤフラムによる加減圧動
作毎に動作されるものであるため、１加減圧動作による
送液量が少なければ少ない程この弁の位置に気泡が付着
し易く、その気泡によって弁の開閉が不安定になった
り、気泡の大きさの変化によって流路内圧が変化し、送
液量が経時的に変化するいわゆるドリフト送液が生じた
り、更に場合によっては弁が閉じなくなってしまうとい
う問題がある。
【０００７】また、チェッキ弁を使用するポンプでは、
送液圧を変化しても弁の戻り動作速度が一様に変化しな
いため、送液圧と送液量の関係が一定でなくなり、送液
圧力変化により送液量に誤差が生じるという問題があ
る。
【０００８】またチュービングポンプは、チューブを押
し潰すための機構が複雑であり、またチューブの耐久
性、耐圧性及び耐薬品性が低く、しかも脈流となる等の
問題がある。
【０００９】一方、シリンダ装置を使用したものは切換
弁や開閉弁を使用するものであるため、気泡が付着し難
く、耐久性、耐圧性も高くできるが、従来はこの種の装
置はピストンの１ストローク中における動作量や、動作
速度の変化を一定のプロブラムにより自動的にコントロ
ールするようにしたものがなく、液体クロマトグラフに
おける試薬の自動注入や、各種分析装置への試薬と反応
薬との自動混合注入等の装置には使用されたものはなか
った。
【００１０】本発明はこのような従来の問題にかんが
み、無脈流（定常流）にて自動送液が任意の速度で行わ
れ、気泡発生の問題がなく、また送液圧を変化させても
送液量に誤差が生じることがなく、耐久性、耐圧性、操
作性に優れた理化学機械用複液混合送液装置の提供を目
的としたものである。
【００１１】
【課題を達成するための手段】上述の如き従来の問題を
解決し、所期の目的を達成するための本発明の特徴は、
第一に、吸液路及び送液路をそれぞれ逆止弁を介して連
通させたシリンダと、該シリンダ内を往復動する加減圧
用のピストンと、該ピストンを動作させる駆動機構とを
有する吸送液ピストンポンプを複数備え、各ピストンポ
ンプの各吸液路を共通の送液路に合流させるとともに、
前記各ピストンポンプのピストンの動作をコントロール
すべく各駆動機構の動作を統一して制御する自動コント
ローラーを備え、各ピストンポンプのシリンダー内に吸
い込んだ液をピストンによる押出動作を前記コントロー
ラーをもってコントロールし、共通の送液路内に各液が
交互に送り込まれるようにしてなる理化学機械用複液混
合送液装置にあり、第二に、吸液路及び送液路をそれぞ
れ逆止弁を介して連通させたシリンダと、該シリンダ内
を往復動する加減圧用のピストンと、該ピストンを動作
させる駆動機構とを有する吸送液ピストンポンプを複数
備え、各ピストンポンプの各吸液路を共通の送液路に合
流させるとともに、前記各ピストンポンプのピストンの
動作をコントロールすべく各駆動機構の動作を統一して
制御する自動コントローラーを備え、各ピストンポンプ
のシリンダー内に吸い込んだ液をピストンによる押出動
作をコントロールし、共通の送液路内に各液が交互に送
り込まれるようにするとともに、前記共通の送液路の上
流側に前記各ピストンポンプの送液路を一本の共通排液
路に連通させるポジションと、該各送液路を別々の送液
路に連通させるポジションとに切換動作する排液用切換
弁を備えてなる理化学機械用複液混合送液装置にある。
【００１２】
【作用】かかる特徴の送液装置は、コントローラの指令
によって各ピストンポンプにおいて１回の吸引動作によ
り必要量の薬液を吸引してシリンダ内に溜める。次いで
各ピストンを間欠的に加圧動作させ少量づつ各薬液を送
り出す。この加圧動作の量及び各ピストン相互の動作を
コントローラーにてコントロールすることにより共通送
液路内に交互に各薬液が送り込まれる。これによって共
通送液路内では、各薬液が流れ方向に直交する向きのい
わば輪切状のブロックとなって送られ、前後方向に隣り
合う液の混合がなされる。
【００１３】また、このとき、シリンダーの加圧動作速
度を等しくすることにより、共通送液路内の混合液の流
速は、一定速度の無脈流となる。また、混合送液中にお
いては、ピストンが間欠的に加圧方向の動作のみを行う
ため、加圧速度の大小によっても送液量に係わらず圧力
の変化に正比例した送液量が得られる。
【００１４】また、第二の特徴においては、各ポンプに
共通の排液用切換弁に共通排液路側のポジションを取ら
せることにより、各ポンプの送液路が共通の排液路に連
通され、各ピストンを大きく往復動させることにより迅
速な排液及び流路内の洗浄がなされる。
【００１５】
【実施例】次に本発明の実施例を図面について説明す
る。
【００１６】図１は、三液を混合送液するフローインジ
ェクション装置に本発明を実施した例を示している。
【００１７】図１において、１Ａ，１Ｂ，１Ｃはそれぞ
れピストンポンプであり、この各ポンプは、図３に示す
ようにシリンダ２とその中を往復動作するピストン３、
該ピストン３を動作させるための駆動機構４、シリンダ
２の頂部に連通させた吸液路５Ａ，５Ｂ，５Ｃ及び送液
路６Ａ，６Ｂ，６Ｃに設けたチェッキ弁７，８とから構
成されている。
【００１８】駆動機構４は、パルスモータ１０と、減速
ギャ１１，１２及びラック１３とから構成されており、
各ポンプの駆動機構４は同一のシーケンスコントローラ
ー１４によってコントロールされるようになっている。
【００１９】ポンプ１Ａの吸液路５Ａは、第１薬液槽１
５Ａに挿入されており、ポンプ１Ｂの吸液路５Ｂは切換
弁１６により、第１薬液槽１５Ａと第２薬液槽１５Ｂと
に切換連通されるようになっており、更にポンプ１Ｃの
吸液路５Ｃは切換弁１６により、第１薬液槽１５Ａと第
３薬液槽１５Ｃに切換連通されるようになっている。切
換弁１６は、第１のポジションでは図１に示すように両
吸液路５Ｂ，５Ｃを第１薬液槽１５Ａ側に連通させ、第
２のポジションでは、図２に示すように両吸液路５Ｂ，
５Ｃをそれぞれ第２，第３の薬液槽１５Ｂ，１５Ｃに連
通させるようになっている。
【００２０】なお、第１薬液槽１５Ａにはキャリア溶液
ａを、第２薬液槽１５Ｂには第１反応試薬ｂを、第３薬
液槽１５Ｃには第２反応試薬ｃを収容する。
【００２１】各ポンプの送液路６Ａ，６Ｂ，６Ｃの中間
には排液用切換弁２０が介在されている。この切換弁２
０は中心部分に共通排液路２１が連通されており、第１
のポジションでは図１に示すように各送液路６Ａ，６
Ｂ，６Ｃのポンプ４側が共通排液路２１に連通され、第
２のポジションでは図２に示すように各送液路６Ａ，６
Ｂ，６Ｃがそれぞれ共通送液路である反応検出路２６側
に直通状態となるようになっている。
【００２２】排液用切換弁２０の下流側においては、第
１，第２の送液路６Ａ，６Ｂにサンプラー兼用の二液混
合弁２５が設けられている。この弁２５は中心に反応検
出路２６が開口されている。この二液混合弁２５は、第
１のポジションでは図１示すように送液路６Ａ，６Ｂが
共に反応検出路２６に連通され、またこれらとは別に設
けられたサンプルループ２７の両端がサンプル注入口２
８及び排液路２９に連通されるようになっており、第２
のポジションでは図２に示すように第１の送液路６Ａが
サンプルループ２７を介して反応検出路２６に連通され
るとともに、第２の送液路６Ｂが反応検出路２６に共に
連通される。
【００２３】反応検出路２６には、第１反応器３０、反
応液注入用分岐管３１、第２反応器３２、フローセルか
らなる検出器３３、及び抵抗器３４が順に連結され、分
岐管３１に第３送液路６Ｃが連通されている。
【００２４】なお、図には詳示してないが、切換弁１
６，２０及び二液混合弁２５の作動は、各駆動機構４と
同じシーケンスコントローラ１４によって自動制御され
るようになっている。
【００２５】次に上述の装置の作動状態について説明す
る。
【００２６】まず、全ての流路内をキャリア液ａが満た
された状態で停止している装置の前処理工程として、切
換弁２０を図１に示す第１のポジション、即ち各送液路
６Ａ〜６Ｃを全て排液路２１に連通させるとともに、切
換弁１６を図２に示す第２のポジション、即ち吸液路５
Ｂ，５Ｃをそれぞれ第２，第３の薬液槽１５Ｂ，１５Ｃ
に連通させた状態で各ポンプ１Ａ〜１Ｃを作動させ、各
ポンプ１Ａ〜１Ｃのシリンダ２内及びピストン３を引い
た状態で切換弁１６より上流の液路５Ｂ，５Ｃ，６Ｂ，
６Ｃ内をそれぞれ第１，第２の反応試薬ｂ，ｃで満す。
この動作は、各ピストン３を大きく連続して往復動作さ
せることによって行う。
【００２７】次いで切換弁２０を図２の第２のポジショ
ン、即ち各送液路６Ａ〜６Ｃを直通状態とするととも
に、二液混合弁２５を図１に示す第１のポジション、即
ち送液路６Ａ，６Ｂを反応検出路に共に連通させた状態
として各ポンプ１Ａ〜１Ｃのピストン３を間欠的に押し
出し動作させる。
【００２８】この押し出し動作は、キャリア液ａ、両反
応液ｂ，ｃの混合割合に応じた押し出し比率となし、１
回の押出し量を数μｌ程度の少量となすとともに、いず
れか１つのピストン押出時には他の２つのピストンが停
止している状態で交互に間欠動作させ、第２反応試薬ｃ
が混合される分岐管３１の下流側では脈流のない状態で
送液されるようにコントロールする。
【００２９】このようにして反応検出路２６内が所定の
キャリア液ａ，及び反応試薬ｂ，ｃで満された後、二液
混合弁２５を図２に示す第２のポジションに切り換え、
予めサンプルループ２７に収容したサンプをキャリア液
ａで送り出す。これによって反応検出路２６の入口で第
１反応試薬９と混合され、第１反応器３０に送られ、次
いで反応液注入分岐管３１位置で第２反応試薬ｃが混合
され、第２反応器３２を経て検出器に送られる。
【００３０】これによって１回の反応検出工程が終了す
る。各部における液の混合状態は、注入直後は図４に示
すように二液ａとｂ、又はａｂとｃが輪切に近いブロッ
ク状として交互に送り込まれ、管３５内を進行するに従
って図５に示すように管内面との接触抵抗により、周囲
と中心部とに流速差が生じて二液の接触面積が徐々に拡
大する。
【００３１】このようにして反応検出工程が終了した
後、後処理工程、即ち、全流路内の洗浄及びキャリア流
の充填処理を行う。この工程では、図１に示すように両
切換弁１６，２０を第１のポジション、即ち、各ポンプ
４，４，４の吸液路５Ａ〜５Ｃを全て第１薬液槽１５Ａ
に連通させるとともに、各送液路６Ａ〜６Ｃをすべて排
液路２１に連通させた状態で各ピストン３を大きいスト
ロークで往復動作させて、各ポンプ及び吸送液路５Ａ〜
５Ｃ及び６Ａ〜６Ｃ内をキャリア液ａにて洗浄するとと
もに、内部にキャリア液ｃを充填する。次いで切換弁２
０を第２のポジション、即ち図２に示すように各送液路
６Ａ〜６Ｃを直通状態としてキャリア液を流し、かつ、
二液混合弁２５を切換動作させつつキャリア液ａを流
し、サンプルループ２７及び反応検出路２６を洗浄する
とともにキャリア液ａで満す。
【００３２】なお上述の実施例においては、二液を混合
するフローインジェクション装置を示したが、この他二
液を混合する反応分析装置に使用してもよい。
【００３３】
【発明の効果】上述したように本発明の複液混合送液装
置は、ピストン、シリンダーを使用した複数のピストン
ポンプをそれぞれ駆動機構により動作させるようにし、
この駆動機構をコントローラーによって制御させるよう
にし、１回の送液に必要な量の液を１回の吸引動作で吸
い込み、これを自動的に送り出し量をコントロールしつ
つ交互に送り出すようにしたことにより、プランジャー
やダイヤフラムを使用した場合のような脈流を除く手段
が不要となり、耐圧性、耐久性及び耐薬品性が高く、ま
たピストンによる押し出し分は強制的に完全な送液がな
されるため、気泡発生の問題が生ぜず、送液圧を変化さ
せても送液量に誤差が生じることがない。特に各ポンプ
によって微量づつ間欠送液した場合にも送液が定量づつ
完全になされるため、微量づつ交互に送液でき、液の混
合が迅速、かつ、効率良く行われる。更に一連の分析等
の処理が人手を要することなく完全に自動化することが
容易となる。
【００３４】また、各ポンプは連続した大量の高圧送液
も可能であり、かつ、各送液路の途中にこれらを共通の
排液路に連通させ、切換弁を設けること等により、反応
試薬の交換、洗浄作業が短時間に行うことができ、作業
効率が高い等の効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を二液混合式のフローインジェクション
装置に使用した実施例を示すフローダイヤグラムであ
る。
【図２】図１に示す実施例における各弁の第２ポジショ
ンの連通状態を示す流路図である。
【図３】図１に示す実施例におけるポンプの概略構造を
示す断面図である。
【図４】本発明に係る装置における二液混合状態の初期
段階を示す断面図である。
【図５】同上の中間段階を示す断面図である。
【符号の説明】
ａ キャリア液 ｂ，ｃ 反応試薬 １Ａ，１Ｂ，１Ｃ ピストンポンプ ２ シリンダ ３ ピストン ４ 駆動機構 ５Ａ〜５Ｃ 吸液路 ６Ａ〜６Ｃ 送液路 ７，８ チェッキ弁 １０ パルスモータ １１，１２ 減速ギャ １３ ラック １４ シーケンスコントローラー １５Ａ 第１薬液槽 １５Ｂ 第２薬液槽 １５Ｃ 第３薬液槽 １６，２０ 切換弁 ２１ 排液路 ２５ 二液混合弁 ２６ 反応検出路 ２７ サンプルループ ２８ サンプル注入口 ２９ 排液路 ３０ 第１反応器 ３１ 反応液注入用分岐管 ３２ 第２反応器 ３３ 検出器 ３４ 抵抗器

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 吸液路及び送液路をそれぞれ逆止弁を介
    して連通させたシリンダと、該シリンダ内を往復動する
    加減圧用のピストンと、該ピストンを動作させる駆動機
    構とを有する吸送液ピストンポンプを複数備え、各ピス
    トンポンプの各吸液路を共通の送液路に合流させるとと
    もに、前記各ピストンポンプのピストンの動作をコント
    ロールすべく各駆動機構の動作を統一して制御する自動
    コントローラーを備え、各ピストンポンプのシリンダー
    内に吸い込んだ液をピストンによる押出動作を前記コン
    トローラーをもってコントロールし、共通の送液路内に
    各液が交互に送り込まれるようにしてなる理化学機械用
    複液混合送液装置。
  2. 【請求項２】 吸液路及び送液路をそれぞれ逆止弁を介
    して連通させたシリンダと、該シリンダ内を往復動する
    加減圧用のピストンと、該ピストンを動作させる駆動機
    構とを有する吸送液ピストンポンプを複数備え、各ピス
    トンポンプの各吸液路を共通の送液路に合流させるとと
    もに、前記各ピストンポンプのピストンの動作をコント
    ロールすべく各駆動機構の動作を統一して制御する自動
    コントローラーを備え、各ピストンポンプのシリンダー
    内に吸い込んだ液をピストンによる押出動作をコントロ
    ールし、共通の送液路内に各液が交互に送り込まれるよ
    うにするとともに、前記共通の送液路の上流側に前記各
    ピストンポンプの送液路を一本の共通排液路に連通させ
    るポジションと、該各送液路を別々の送液路に連通させ
    るポジションとに切換動作する排液用切換弁を備えてな
    る理化学機械用複液混合送液装置。
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